CDMA工作原理资料

CDMA工作原理

CDMA(码分多址)是以分组的形式广播您的通话的，但与TDMA(时分多址)不同的

是，所有通话均在同一信道上传递，它通过指定给各个对话的特殊代码来区分每一个对话。

当您使用CDMA电话时，它实际上接收了在您所使用的网络上传输的所有电话，但惟独

那些带有您的特殊代码的通话才会被从分组的数据状态重新转换为语音。单个的CDMA

网络单元在这三种数字协议(TDMA,GSM,CDMA)中是最大的，CDMA能管理网络单

元覆盖的广阔空间，因为它的智能电话在挨近天线时会自动降低功率，而在远离天线时又

会加大功率。象GSM一样，CDMA以13Kbps的速率传输语音，以9600bps的速率传输

数据，但它提供的通话质量在三种数字协议中是最清晰的，而且通话容量是摹拟电话的

20倍(请看卜方的“CDMA工作原理。CDMA既可以在800MHz也可以在1900MHz

的频段上工作。Qualcomm,这个最先将CDMA推向商用的公司，推出了一种双频段电话，

被称为QCP2700它允许您在CDMA的两个频率之间进行切换。象TDMA一样，CDMA在

必需时也可以切换到摹拟方式，但请注意，这往往是从数字连接变成一个虽然更可靠但质量

却较差的摹拟连接。

CDMA工作原理

1拨号:当您拨了一个电话号码，这个号码将与您的电话ID号一起以无线电广播的形式发

射出去

2分组传递：电话对您的语音进行数字化，并把它划分为数据位包，然后使用扩频技术广播

这些数据包。CDMA指定440亿个代码中一个代码代表这次对话，并将数据包分散在多个

无线电频谱段上，这个代码使您的通话与在同•无线电频段上同时发射的其它通话区分开

来。

3接收与连接：距离最近的CDMA无线捕捉到您的电话的无线电广播，并将它传递到

中央交换计算机，这个计算机识别您的电话ID.这样，蜂窝服务电话提供商可以跟踪您的

通话并根据空中占用时间进行计费。中央交换计算机将您连到安装在电话公司总局的公用电

话交换网上，或者连到本系统中的其它蜂窝用户。

4识别：语音信号以数据包的形式到达您的话机。您的电话机首先通过一个通话传来，

然后识别标识着您的对话的特殊代码并将相应的数据包还原成语音信号。

GSM协议规定，手机发射功率是可以被基站控制的。每一个功率级别差2dB,GSM900手

机

最大发射功率级别是5(33dBm),最小发射功率级别是19(5dBm„

从以上不难看出当手机远离基站，或者处于无线阴影区时，基站可以命令手机发出较大功

率，直至33dBm(GSM900),以克服远距离传输或者建造物遮挡所造成的信号损耗.

而CDMA的基本技术之一是功率控制。因为限制CDMA系统容量的因素是总干扰功率，

所以控制每一个挪移台的功率是获得最大容量的关键。在给定条件下，CDMA挪移台的功

率被控制到能够保证接收话音质量的最小功率。结果是每一个挪移台到达基站的信号电平

几乎相

同。这样，每台挪移台对其他挪移台的干扰被控制到最小。

基站对手机发射的绝对功率并非很重视，它仅仅是要求手机能根据自己发出的功率上升指

令或者功率下降指令自动调整输出功率即可，且最好手机能发出无限大或者无限小的功率来,

但

这个要求对手机创造商来说，实在是苛刻，且会无限制的提高手机创造成本，因此折中的方

案是将手机按发射功率分类，不同类的手机最大功率必筑达到各自要求，也就是至少要大于

标准规定的最大功率的下限，小于标准规定的最大功率的上限，使其在小区远端或者无线阴

影中也能较好通讯。同时要求手机必须能够输出小「最小功率的功率值来，也就是在无线

环境比较好，且手机与基站很近时，手机能把自己的输出功率降得很低，以确保对其它手

机的最

小干扰和对电池的最小消耗。

CDMA20001x规定手机待机功率要小于-61dBm,这既保证了对外干扰很小，又保证了在

待机时间对电池的小消耗，延长了于机的待机时间。这比GSM小多了

CDMA,英文全写为CodeDivisionMultipleAccess,翻译作碣分多址或者分码多工或者分

礁多重存取，是一种多路复用的无线通信技术。CDMA原本是美国军方为了通信而开辟

的，但时至今日，已广泛应用到全球不同的民用通信中。在CDMA挪移通信中，将话音

讯号转换

为数字信号，给每组数据话音分组增加一个地址，进行扰码处理，并且将它发射到空中。

CDMA最大的优点就是相同的带宽下可以容纳更多的呼叫，而且它还可以随话音传送数据

信息。

普通信息

普通来说（作为复用方法〕，CodeDivisionMultipleAccess（CDMA）是被美国军方通讯

采用的某种扩频方案。理论匕数据化的信息使用CDMA技术进行编码和解码，可以大大

提高对无线信道的利用率，增强抗干扰能力。Qualcomm（高通）公司解决了CDMA中至

关重要的功率控制问题，并取得相关的专利。CDMA制式中，区分各个通道主要再也不依

靠频率和时隙等方法，因此同一地区不同用户同时使用相同的频率是正常的。除此之外

被广泛使用的多路访问技术还有时多分址（TDMA）和频分多址（FDMA）。在这三种方

案中，接

收方从各种信号中分别通过不同的码字，时隙和频率通道分离出实用信息。

CDMA时常被广泛和不严格地用来称呼使用CDMA技术实现的无线网络及其制式，比较常

见的是由Qualcomm主要支持和最先投入商用的的数字蜂窝电话制式，包括IS-95（CDG

为其申请注册商标为cdmaOne）和它的演进版本IS-2000（CDMA2000）,其他很少这样

使用。由于WCDMA和TD-SCDMA也使用了CDMA技术，这样的称呼可能会造出一些混

乱。

这里需要注意：

CDMA（复川技术）理论被应用于WCDMA无线接口。

WCDMA无线接口被应用于国际3G标准UMTS和日本3G标准一FOMA（由日本电信和

沃达丰共同开辟）。

CDG、TIA和3GPP2等制订的俗称为CDMA的系列标准族（包括cdmaOne和CDMA2000）

和3GPP的WCDMA标注族无论无线信号和核心网都不兼容。

部份CDMA网络和手机支持个人定位功能，简易的方法是通过BTS位置数据或者计算手机

与相关BTS信号传输的时延给出粗糙的数据，但是更加精确的定位普通依赖全球定位系统

GPS的支持。

技术细节

在所有的CDMA体制中，接收者都可以使用扩频处理增益来部份衰减非期望的信号。具有

期望的扩频码的信号能被接受，如果信号对应不同的扩频码(或者相同扩频码但是不同的时

间偏移)将在解扩频过程中被当做随机噪声而衰减掉。

这项操作的方法是给每一个站点分配一个扩频码或者码片序列0这些码片序列被表示成由+

1和一1组成的序列。每一个码片序列和本身点积得到+1,(和补码点积得到-1),一个码片序

列

点枳不同的码片序列将得到0。

这种特性叫做正交性。这些序列叫做Walsh码，可以从一个二进制Walsh矩阵导出。

一个站点要发送数字1时就发送其码片序列本身，要发送数字0时就发送其码片序列的反

码。(或者是+1和-1;。时不发送)。

当多个终端发送多个信号时，信号就会在空中叠加。例如码片序列是(-1,-1,-1,-1)和

(+1,-1,+1,-1),叠加后变成(0,-2,0,-2)。接收方如果希翼接收某个站点的信息，则只需要计算

该站点对应的码片序列和空中信号的点积。例如(m-1).(0,-2,0,-2)=+1o如果发送的

数字是则空中的信号将是(+2,0,+2,0),而点枳将是(-1,-1,-1,-1).(+210,+2,0)=-1.

TDMA和FDMA终端理论上可以过滤其他时隙或者频率通道的任意强信号。这在CDMA无

法实现，它只能部份过滤干扰信号。如果任一或者全部噪声信号强于实用信号，则实用信号

将被淹没。这样在CDMA系统中就要求每一个终端有一个近似合适的信号功率。在CDMA

蜂窝网络中，基站使用一个快速闭环功率控制方案来密切控制每一个挪移终端的发送功率。

功

率控制需求能够巧妙的根据上面的计算判断出来。

向前纠错(FEC)编码在任何一种CDMA方案中都是必须的，它用于减小信噪比的需求，从

而使得信道最大限度的可靠。

与TDMA和FDMA相比较，CDMA的此外一个优势是能够简单的利用话音激活特性。在每

一个随机的通话中，用户讲话的时间往往不足整个通话时间的一半，CDMA技术可以简单

在用户讲话时发送信号，不讲话时保持静默，于是当同时通话的用户较多时，总体上可以体

现出统计特性，最终能将用户间干扰减少大约一半，从而提高容量。在CDMA技术中，这

种话音激活特性的利用是相对简单的，如果希翼在TDMA或者FDMA体制中利用话音激活

特性，就需要频繁的建立和拆除有限的时隙或者频率通道。

WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess宽带分码多工)是一种3G蜂窝网络。

WCDMA使用的部份协议与2GGSM标准一致.

具体一点来说，WCDMA是一种利用码分多址复用(或者CDMA通用复用技术，不是指

CDMA标准)方法的宽带扩频3G挪移通信空中接口。

历史概要

历史上，欧洲电信标准委员会(ETSI)在GSM之后就开始研究其3G标准，其中有几种

备选方案是基于直接序列犷频分码多工的，而口本的第三代研究也是使用宽带分码多工技术

的，其后，以二者为主导进行融合，在3Gpp组织中发展成为了第三代挪移通信系统UMTS,

并提交给国际电信联盟(ITU)。

国际电信联盟最终接受WCDMA作为IMT-20003G标准的一部份。

误解

名字跟CDMA很相近，同时WCDMA跟CDMA关系也很微妙。两者都基于码分多址技术，

都使用了美国高通（Qualcomm）的部份专利技术。普通认为WCDMA的提出是部份厂商

为了绕开专利陷阱而开辟的，其方案已经尽可能地避开高通专利。

在挪移电话领域，术语CDMA可以代指码分多址扩频复用技术，也可以指美国高通

（Qualcomm）开辟的包括cdmaOne（IS-95）和CDMA2000（IS-2000）的CDMA标准

族。

在Qualcomm为IS-95协议使用它之前，CDMA复用技术口经存在了很长期。然而，由

于采用CDMA复用方法是IS-95协议区别于当时的GSM（采用TDMA）等其它协议的主要

特征，现在通常将该协议也称为CDMAO

WCDMA也使用CDMA的复用技术而且它跟Qualcomm的标准也很相似。但是WCDMA

不仅仅是复用标准。它是一个详细的定义挪移电话怎样跟基站通讯，信号怎样调制，数据帧

怎么构建等的完整的规范集。

总之：

术语CDMA在挪移通讯领域通常特指Qualcomm开辟的CDMA标准族。它们定义了一组

挪移通讯协议。

CDMA作为复用技术，既用于WCDMA空中接口协议，也用于Qualcomm的CDMAI办议。

WCDMA专指在IMT-2000中定义的挪移电话协议。

WCDMA协议与Qualcomm开辟的CDMA无关。

CDMA标准族（cdmaOne和CDMA2000）不兼容WCDMA标准族。

当前状况

2001年，日本NTTDoCoMo公司的FOMA是世界上第一个商业运营WCDMA服务。

J-Phone日本电话（现软件银行）已经继推出基于WCDMA服务后，声称“沃达丰全球标准”

兼容UMTS（尽管2004年时还有争议）。

2003年初，和记黄埔逐步在全球运营他们的UMTS网络（简称3）。

大多数欧洲GSM运营商计划未来某个时间推出UMTS眼务，尽管有几个已经把此服务提

到口程上来，有一些甚至从2003年底就开始运营UMTS网络。

沃达丰于2004年2月在欧洲多个UMTS网络投入运行。沃达丰还打算在其他国家（包括

澳大利亚及新西兰）建设UMTS网络。

AT&T无线（现属于CinoularWirHass）在一些城市开通了UMTS.尽管因为公司兼并使得

网络建设进度被延迟，但Cingular已宣布计划在2005年与HSDPA一起部署WCDMA。

TeliaSonera于2004年10月13口开始在芬兰提供384kbps速率的WCDMA服务。服务

只是在主要城市可用。通讯费率大约2美元每兆字节。新闻稿

更多信息参看UMTS。

产品认证

GCF（GlobalCertificationForum）：现时是世界主要的2G及3G认证机构。

PTCRB:在北美为GSM挪移设备（ME）类型认证提供框架。

技术

WCDMA可以使用非成对或者成对频段，虽然所有当前WCDMA设备（例如FOMAand

UMTS）使用两个5MHz频段，一个用于上行一个用于下行。更多信息请参看扩频。

与其他标准比较

最初CDMA2000”划使用多个1.25MHz载波，但后来抛却了，而WCDMA则使用单一5MHz

带宽载波。

在ITU的IMT-2000标准中，WCDMA被看做CDMA直接序列扩频，而CDMA2000被称

作“多载波CDMA%

WCDMA标准族（例如FOMA、UMTS）与CDMA标准族（例如cdmaOne和CDMA2000）不

一致。

CDMA2000是一个3G接移通讯标准，国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电

接口，也是2GcdmaOne标准的延伸。根本的信令标准是IS-2000°CDMA2000与另一

个3G标准WCDMA不兼容。

由3GCDMA2000标准延伸的4G标准为超行动宽频（UMB）。

CDMA2000是美国通讯行业协会（TIA-USA）的注册商标，并非一个象CDMA一样的通

用术语。TIA也注册了他们的2GcdmaOne标准（AKAIS-95）对应CDMA1X。

CDMA2000有多个不同的类型。下面按照复杂度罗列：

CDMA20001x

CDMA20001x就是众所周知的3G1X或者1xRTT,它是3GCDMA2000技术的核心。

标志1x习惯上.指使用一对1.25MHz无线电信道的CDMA2000无线技术。

日本运行商KDDI的CDMA20001xEV-DO网络使用商标"CDMA1XWIN",无非这只是用

于市场促销罢了。

CDMA20001xRTT

CDMA20001xRTT（RTT-无线电传输技术）是CDMA2000一个基础层，支持最高

144kbps数据速率，尽管获得3G技术的官方资格，但是通常被认为是2.5G或者2.75G技

术，因为它的速率只是其他3G技术几分之一。此外较之之前的CDMA网络，它拥有双倍

的语音容量。

CDMA20001xEV

CDMA20001xFV（Evolution一发展）是CDMA20001x附加了高数据速率（HDR）能力.

1xEV普通分成2个阶段：

CDMA20001xEV笫一阶段，CDMA20001xEV-DO（Evolution-DataOnly一发展一只是数

据）在一个无线信道传送高速数据报文数据的情况下，支持下行（向前链路）数据速率最高

3.1Mbps,上行（反向链路）速率最高到1.8Mbps。

CDMA20001xEV第二阶段，CDMA20001xEV-DV（Evolution-DataandVoice发展一数

据和语音），支持下行（向前链路数据速率最高3.1Mbps,上行（反相链路）速率最高1.8

Mbps”IxEV-DV还能支挣1x语音用户，1xRTT数据，书户和高速1xEV-DV数据用户使用

同一无线信道并行操作。

1XEV-D0已经开始商业化运营。欧洲市场稍微早于美国市场。2004年夏捷克挪移运营商

Eurotel开始运营sinceCDMA20001xEV-DO网络，他们提供的上行速率大约1Mbps,这

项服务每月大约花费30欧元无流量限制。如果使用这项।服务，你需要购买一个大约300欧

元的GtranGPC-6420调制解调器。

当前部署情况

2004年1月，北美VerizonWireless宣布计划在全国范围部署IxEV-DOo

尽管有些电信运营商已经完成测试或者有限的试用，但是到2004年7月还没有一个商业化

运营的1XEV-DV。美国运营商SprintPCS已经宣布计划在他们已有的CDMA网络基础上

部署IxEV-DV网络。

由于可用的IxEV-DV设备延迟交货和来自美国其他正在部署3G网络的电信运营商的压力，

Sprint宣布，2004年6月计划广泛部署1xEV-DO,但是他们的长期1xEV-DV计划好像还

不确定（尽管他们当前计划2022年部署EV-DV）U

Qualcomm高通最近由于缺乏运营利润可能已经住手EV-DV的开辟，更可能是因为Sprint

和Verizon都在使用EV-DO。

CDMA20003x

CDMA20003x利用一对3.75MHz无线信道（ie,3X1.25MHz）来实现高速数据速率。3X

版本的CDMA2000有时被叫做多载波（Multi-Carrier或者MC）,这一版本还没有部署正

处在研究开辟阶段。

各地营运者

截止2022年年末，全球已经有102个国家和地区的276家电信运营商部署了CDMA2000

网络。

中国大陆：中国电信

中国香港：电讯盈科

中国澳门：中国电信

台湾：亚太电信

日本：KDDI

韩国：SK电讯、KTF、LG电信

美国：VerizonWireless,SprintNextell-USCellular等

TD-SCDMA

技术概要

分时-同步分码多工存取（英文：TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultiple

Access,缩写为：TD-SCDMA）,是ITU批准的四个3G标准中的一个，相对于另两个主

要3G标准（CDMA2000）或者（WCDMA）它的起步较晚。第四个3G标准是美国的WiMAX

标

准。

该标准是由中国大陆制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究

院（现大唐电信科技股分有限公司）向ITU提出。该标准将智能天线、同步CDMA和软件无

线电（SDR）等技术融于其中。此外，由于中国的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备

厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。

TD-SCDMA在频谱利用率、对业务支持具有灵便性、频率灵便性及成本等方面有独特优势。

TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根据接收信号

估计上行和下行信道特性比较容易。因此，TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，

而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用

率。

TD-SCDMA还具有TDMA的优点，可以灵便设置上行舟下行时隙的比例而调整上行和下行

的数据速率的比例，特